Проект ИРНИТУ, направленный на улучшение технико-экологических показателей алюминиевого производства, стал победителем конкурсного отбора в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020».
По информации начальника отдела инновационных технологий Физико-технического института ИРНИТУ Виктора Кондратьева, проект «Разработка и испытания эффективного пиролитического способа переработки отработанной футеровки алюминиевых электролизеров» вошел в перечень 123 победителей. Всего на конкурс было подано 500 заявок.
Проект поддержан на уровне Минпромторга РФ и Технологической платформы «Материалы и технологии металлургии». Индустриальным партнером ИРНИТУ выступает Красноярский алюминиевый завод - второй крупнейший производитель алюминия в мире, основная площадка для опытной эксплуатации и внедрения инновационных разработок РУСАЛа. Предприятие готово софинансировать часть работ по проекту университета в объеме 17 млн рублей.
Актуальность темы проекта обусловлена тем, что утилизация отработанной футеровки (специальная оснастка подины электролизера, состоящая из огнеупорной и углеродной частей и контактирующая с расплавленным алюминием и электролитом из фтористых солей) является большой экологической проблемой, так как она содержит вредные компоненты. Отработанная футеровка классифицируется как опасный техногенный продукт. Напомним, что в настоящее время алюминий получают из глинозема электролизом расплавленных солей. Так как окись алюминия плавится при температуре выше 2000 °С, в качестве растворителя применяют криолит, который плавится уже около 1000 °С и хорошо растворяет окись алюминия. Криолит по отношению ко всем веществам, кроме графита, очень агрессивен, поэтому подину электролизера выкладывают графитом, который служит катодом. Таким образом, отработанная футеровка электролизеров представляет собой смесь огнеупорной и графитовой части.
«Срок службы одного электролизера составляет несколько лет в зависимости от качества материалов. Футеровка днища электролизеров пропитывается различными фазами солей. На капремонте электролизера футеровка в виде твердого спека всевозможных веществ представляет серьезную проблему. Технология переработки является очень сложным процессом. При демонтаже футеровки ее остужают водой, при этом выделяются цианиды и другие вредные вещества, которые требуют длительного разложения. В местах хранения отработанной футеровки происходит серьезная техногенная нагрузка на природу. Ранее алюминиевые заводы передавали ее в черную металлургию, однако это невыгодно, так как, по сути, они теряют дорогостоящее сырье в виде ценных составляющих — фтористых солей и углерода.
К решению этого вопроса мы подошли с точки зрения междисциплинарных исследований и предлагаем термический метод. Получены предварительные положительные результаты. Разогревая футеровку в экономичных устройствах типа индукционных печей, мы достигнем того, что фаза фтористых солей потеряет вязкость и легко отделится от графитовой части, которая становится практически безвредной. Испарения фтористых солей при этом направляются в существующие системы очистки электролизных газов, где адсорбируются на поверхности глинозема и далее используются повторно в технологии электролиза.
Новая технология будет создана и испытана в ходе реализации проекта в течение 2,5 лет. Красноярский алюминиевый завод направит свои средства на оборудование опытного участка. При достижении положительных результатов нашу технологию можно масштабировать на другие алюминиевые заводы страны», - сообщил В. Кондратьев.
Отметим, что запасы отходов отработанной футеровки электролизеров в мире уже достиг нескольких миллионов тонн и ежегодно накапливается. Основные мировые решения в области ее обезвреживания заключаются в смешивании дробленой футеровки с известью и захоронении смеси в гидроизолированных хранилищах. По данным экспертов, на российских заводах отходы футеровки в расчете на 1 т произведенного металла достигают 75 кг, в которых соединений фтора содержится до 20 %.
